Question

如图所示，在E=103V/m的水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN连

如图所示，在E=103V/m的水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN连接，半圆轨道所在竖直平面与电场线平行，其半径R=40cm，一带正电荷q=10-4C的小滑块质量为m=40g，与水平轨道间的动摩因数μ=0.2，取g=10m/s2，求：（1）小滑块由静止释放，如果恰能通过圆轨道的最高点L，通过L的速度是多少？（2）要小滑块恰能通过圆轨道的最高点L，滑块应在水平轨道上离N点多远处释放？

Answer 1

（1）滑块刚能通过轨道最高点条件是mg＝m

v2

R

代入数据得：v＝

Rg

＝2m/s
（2）滑块由释放点到最高点过程由动能定理：
Eqs?μmgS?mg2R＝

1

2

mv2
整理得：S＝

m( 1 2 v2+2gR)

Eq?μmg

代入数据得：S=20m
答：（1）小滑块恰能通过圆轨道的最高点L，通过L的速度是2m/s；
（2）滑块应在水平轨道上离N点20m远处释放．